KR20050094762A - Method for manufacturing a polycrystalline semiconductor film, apparatus thereof, and image display panel - Google Patents

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Abstract

레이저 빔을 비정질 반도체막에 주사하면서 조사하여 결정화함으로써 다결정반도체막을 형성할 때의 조사 빔내 강도의 돌기 분포의 발생을 방지한다. 조사하는 레이저 빔(13) 내의 광 강도 분포를 균일하게 하기 위한 광학계(5∼8)에 도그이어(16)의 발생 원인이 되는 렌즈 경계로부터 발생하는 회절광(17, 18)을 제거하는 도그이어 제거용 필터(15)를 설치한다. 이에 의해, 도그이어 분포를 제거함으로써, 레이저 빔(13)의 광 강도 분포를 바림할 필요가 없어져, 에너지 효율이 높은 분포를 유지할 수 있어, 처리량이 향상된다. Irradiation and crystallization of the laser beam while scanning the amorphous semiconductor film prevents the occurrence of protrusion distribution of the intensity in the irradiation beam when forming the polycrystalline semiconductor film. Dog ears for removing diffracted light 17 and 18 generated from the lens boundary causing the dog ears 16 to the optical system 5 to 8 for equalizing the light intensity distribution in the laser beam 13 to be irradiated. A removal filter 15 is provided. As a result, by removing the dog ear distribution, it is not necessary to apply the light intensity distribution of the laser beam 13 to maintain a high energy efficiency distribution, thereby improving the throughput.

Description

다결정 반도체막 제조 방법과 그 장치 및 화상 표시 패널{METHOD FOR MANUFACTURING A POLYCRYSTALLINE SEMICONDUCTOR FILM, APPARATUS THEREOF, AND IMAGE DISPLAY PANEL}METHOD FOR MANUFACTURING A POLYCRYSTALLINE SEMICONDUCTOR FILM, APPARATUS THEREOF, AND IMAGE DISPLAY PANEL}

본 발명은 액정 디스플레이나 유기 일렉트로닉스 디스플레이, 그 밖의 각종 반도체 디바이스 등의 능동 소자를 구성하는 다결정 반도체막 제조 방법과 그 장치에 관한 것으로, 화상 표시 패널의 제조에 적합한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polycrystalline semiconductor film and an apparatus for constituting active elements such as a liquid crystal display, an organic electronic display, and various other semiconductor devices, and are suitable for the manufacture of an image display panel.

예를 들면, 액티브 방식의 액정 디스플레이에 있어서, 구동 소자가 되는 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층으로서는, 다결정 실리콘막(이하, 폴리실리콘막 또는 poly-Si막이라고 함)이 비정질 실리콘막(이하, 비정질 실리콘막 또는 a-Si막이라고 함)보다 우수하다. 이는 다결정 실리콘막의 캐리어(n 채널에서는 전자, p 채널에서는 정공)의 이동도가 비정질 실리콘막의 이동도보다 높고, 화소 사이즈(셀 사이즈라고도 함)를 작게 할 수 있으며, 고정밀화가 가능하기 때문이다. 또한, 통상적으로, poly-Si의 TFT는 석영 기판을 사용하며 1000℃ 이상의 고온 프로세스를 필요로 한다. 그러나, 레이저광의 조사에 의한 실리콘층만의 어닐링인 저온 poly-Si막의 TFT 형성 기술에서는 기판이 고온으로 되지 않으므로, 염가인 글래스 기판의 사용이 가능하므로, 이동도가 높은 TFT의 형성이 가능하게 된다. For example, in an active liquid crystal display, as an active layer of a thin film transistor (TFT) serving as a driving element, a polycrystalline silicon film (hereinafter referred to as a polysilicon film or a poly-Si film) is an amorphous silicon film (hereinafter, amorphous). Better than silicon film or a-Si film). This is because the mobility of the carrier of the polycrystalline silicon film (electrons in the n channel and the hole in the p channel) is higher than that of the amorphous silicon film, and the pixel size (also referred to as cell size) can be made small and high precision can be achieved. In addition, TFTs of poly-Si typically use a quartz substrate and require a high temperature process of at least 1000 ° C. However, in the TFT forming technique of the low temperature poly-Si film, which is annealing only of the silicon layer by laser light irradiation, since the substrate does not become high temperature, it is possible to use an inexpensive glass substrate, thereby enabling the formation of a high mobility TFT.

poly-Si의 입경이 클수록 캐리어의 이동도는 높기 때문에, 대 입경의 poly-Si막을 형성하는 기술이 제안되어 왔다. 일반적으로는, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 펄스 레이저광을 라인 형상의 빔으로 정형하고, 그 단축 방향의 강도 분포(단축 프로파일)를 사다리꼴로 하여 라인 빔의 단축 방향으로 해당 단축 폭의 약 1/20 정도의 피치로 1샷 단위로 변이하면서 펄스 조사를 반복하는 방법이 취해진다. a-Si막은 조사되는 레이저광을 흡수함으로써 온도가 상승하여 녹고, 녹음으로써 온도가 저하된다. 이 온도 저하에 수반하여 결정화가 발생하여, poly-Si막으로 변화한다. poly-Si막의 평균 입경은 조사하는 레이저광의 에너지 밀도에 의존하여 변화하지만, a-Si막의 결정화에 필요한 최저 에너지 밀도 이상에서는 에너지 밀도를 높여가면 입경이 커진다. 이 저에너지측의 임계값을 「ELth」로 한다. 그러나, 더욱 고에너지 밀도로 하면, 어떤 값 이상에서는 입경이 평균 100㎚(나노미터) 이하의 미결정이 된다. 이 미결정의 임계값을 「EHth」로 한다. 결정화는 「ELth」와 「EHth」 사이의 에너지 밀도로 조사해야 한다. Since the larger the particle size of the poly-Si, the higher the mobility of the carrier, a technique for forming a poly-Si film having a large particle size has been proposed. Generally, as described in Patent Literature 1, the pulsed laser light is shaped into a line beam, and the intensity distribution (short axis profile) in the short axis direction is trapezoidal, and about 1 / time of the short axis width in the short axis direction of the line beam. A method of repeating pulse irradiation while changing in units of one shot at a pitch of about 20 is taken. A-Si film | membrane raises and melt | dissolves by absorbing the laser beam irradiated, and temperature falls by recording. Crystallization occurs with this temperature drop, and changes to a poly-Si film. The average particle diameter of the poly-Si film changes depending on the energy density of the laser light to be irradiated. However, the particle size increases when the energy density is increased above the minimum energy density required for crystallization of the a-Si film. This low energy side threshold value is set to "ELth". However, when the energy density is higher, the particle size becomes microcrystalline with an average diameter of 100 nm (nanometer) or more above a certain value. The threshold value of this pending decision is set to "EHth". Crystallization should be investigated by the energy density between "ELth" and "EHth".

a-Si막을 poly-Si막으로 변환하기 위한 어닐링용 레이저로서는, 파장이 308㎚의 XeCl 엑시머 레이저가 일반적으로 이용된다. 그 이유는 이 레이저의 파장은 a-Si막과 poly-Si막의 흡수 극대 파장이 모두 300㎚ 근방이므로 어닐링 효율이 높기 때문이다. 현재, 제품화되어 있는 레이저 어닐링 장치에서 이용되고 있는 펄스 XeCl 레이저로 가장 출력이 높은 것은 램더피직스사 제품의 레이저로서, 그 값은 300와트이다. 그 펄스 에너지는 1000∼1030mJ이고, 펄스 반복 주파수가 300㎐이다. As an annealing laser for converting an a-Si film into a poly-Si film, an XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm is generally used. This is because the wavelength of the laser is high in annealing efficiency because the absorption maximum wavelengths of the a-Si film and the poly-Si film are all around 300 nm. At present, the highest output power of the pulsed XeCl laser used in commercially available laser annealing apparatuses is the laser of Lamber Physics, whose value is 300 watts. The pulse energy is 1000-1030 mJ, and a pulse repetition frequency is 300 Hz.

도 13은 레이저 어닐링 방법을 설명하는 도면이다. 도 13에 도시한 바와 같이 예를 들면 x가 920㎜, y가 730㎜인 대형 글래스 기판(501)에 형성한 a-Si막의 전면을 결정화하므로, 레이저광(13)을 광학계에 의해 장축이 L(㎜)이고 단축 폭이 W(㎜)인 라인 형상의 빔으로 정형하고, 해당 빔의 단축 방향으로 글래스 기판(501)을 주사하면서 조사한다. 레이저광의 펄스 주파수 f는, 예를 들면 300㎐(300샷/s)로 한다. 결정을 크게 하기 위해서는, 결정화에 필요한 에너지 밀도의 펄스 레이저광을 동일 개소에 일정 횟수 이상 조사할 필요가 있다. 따라서, 필요 펄스 조사 횟수를 S회로 하면, 주사 피치, 즉 펄스 간의 이동 거리 P(P=V/f㎜/샷)는 단축 폭(W)의 1/S배로 제한된다. 따라서, 레이저 결정화의 처리 공정의 스루풋은 단축 폭(W)과 반복 주파수(f)에 비례하고, 펄스 횟수(S)에 반비례한다. It is a figure explaining the laser annealing method. As shown in Fig. 13, for example, the entire surface of the a-Si film formed on the large glass substrate 501 having x of 920 mm and y of 730 mm is crystallized, so that the long axis of the laser beam 13 is determined by the optical system. (Mm) and the short axis width is W (mm), and it shape | shapes, and irradiates, scanning the glass substrate 501 in the short axis direction of the said beam. The pulse frequency f of the laser beam is, for example, 300 Hz (300 shots / s). In order to enlarge a crystal | crystallization, it is necessary to irradiate the pulse laser light of the energy density required for crystallization to the same location more than a fixed number of times. Therefore, when the required pulse irradiation frequency is S circuit, the scanning pitch, i.e., the movement distance P (P = V / fmm / shot) between pulses is limited to 1 / S times the short axis width W. Therefore, the throughput of the laser crystallization treatment step is proportional to the short width W and the repetition frequency f, and inversely proportional to the number of pulses S. FIG.

[특허 문헌 1][Patent Document 1]

일본 특개소64-76715호 공보JP-A-64-76715

도 14는 종래의 엑시머 레이저 어닐링 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 참조 부호 100은 레이저 광원(12)을 포함하는 광학계 케이싱, 50은 기판 수용 케이싱이다. 광학계 케이싱(100)으로부터 출사하는 레이저광을 조사 렌즈(2)로 기판 수용 케이싱(50)의 석영창(51)으로부터 해당 기판 수용 케이싱(50)에 입사한다. 기판 수용 케이싱(50)의 내부에는 기판(1)을 재치한 스테이지(14)가 수용되어 있다. 스테이지(14)는 2방향(도 13의 x 방향과 y 방향) 및 필요에 따라 x-y 평면 내의 회전 방향(θ 방향), x-y 평면과 수직인 방향(Z 방향)으로 구동 가능하다. 또한, 기판(1) 위에는 a-Si막이 성막되어 있고, 이하에서는 이를 단순히 기판(1)이라고 한다. It is a figure explaining the structure of the conventional excimer laser annealing apparatus. Reference numeral 100 denotes an optical system casing including the laser light source 12, and 50 denotes a substrate accommodating casing. Laser light emitted from the optical system casing 100 enters the substrate accommodating casing 50 from the quartz window 51 of the substrate accommodating casing 50 with the irradiation lens 2. The stage 14 on which the substrate 1 is placed is accommodated in the substrate accommodating casing 50. The stage 14 can be driven in two directions (the x direction and the y direction in FIG. 13) and, if necessary, in the rotational direction (θ direction) in the x-y plane and in a direction perpendicular to the x-y plane (Z direction). In addition, an a-Si film is formed on the board | substrate 1, and hereafter, this is only called the board | substrate 1. As shown in FIG.

엑시머 레이저 어닐링 장치에 있어서, 레이저광은 가늘고 긴 라인 빔으로 정형된다. 도 14에 도시한 바와 같이 엑시머 레이저 광원(12)으로부터 출사된 레이저광(13)은 감쇠기(11)를 통하여, 평행화 광학계(10)에 들어간다. 레이저광(13)을 기판(1) 상에서 균일한 라인 빔으로 하기 위해서, 호모지나이저 광학계로서 원통형 어레이 렌즈가 이용된다. 이 호모지나이저 광학계는 장축 방향의 광학계(9)와 단축 방향 광학계(6, 7, 8)로 따로따로 설치된다. 레이저광은 1차 결상면(4)에서 라인 빔으로 형성되고 나서, 미러(3)를 통하여 원통형 렌즈(2)에 의해 단축 방향만 축소하여 기판(1) 상에 조사된다. In the excimer laser annealing apparatus, the laser light is shaped into an elongated line beam. As shown in FIG. 14, the laser light 13 emitted from the excimer laser light source 12 enters the parallelizing optical system 10 through the attenuator 11. In order to make the laser beam 13 into a uniform line beam on the substrate 1, a cylindrical array lens is used as the homogenizer optical system. The homogenizer optical system is provided separately from the optical system 9 in the major axis direction and the axial optical systems 6, 7, and 8 separately. The laser light is formed as a line beam on the primary imaging surface 4, and is then irradiated onto the substrate 1 by shrinking only the short axis direction by the cylindrical lens 2 via the mirror 3.

도 3a는 도 14에 있어서의 단축 방향의 호모지나이저 광학계(간략하게 단축 호모지나이저라고 함)로부터 1차 결상면(4)까지의 광학계를 나타내는 도면이다. 단축 호모지나이저는 레이저광의 광축을 따라 배치된 한쌍의 원통형 렌즈 어레이(7)(후단)와, 원통형 렌즈 어레이(8)(전단), 및 콜렉터 렌즈(6)로 구성된다. 콜렉터 렌즈(6)는 어레이 렌즈(8)의 각 강도 분포를 1차 결상면(4)에서 중합시켜 균일화하는 역할을 한다. 렌즈(5)는 필드 렌즈라고 불리며 1차 결상면(4)에서의 빔 폭을 조정하기 위한 렌즈이다. 기판(1)(도 14)에의 레이저광의 조사는 1차 결상면(4)의 분포를 다시 축소 광학계(단축 방향만의 축소)를 통해서 행한다. 기판(1) 상에서의 라인 형상의 레이저광 빔의 사이즈는 장축(L)의 길이는 360㎜ 이상이고, 단축 폭(W)은 0.4㎜이다. 여기서, 단축 분포에는 문제가 존재하는 것을 이하에 설명한다. FIG. 3A is a diagram illustrating an optical system from the homogenizer optical system (hereinafter, simply referred to as a uniaxial homogenizer) in the short axis direction to the primary imaging surface 4 in FIG. 14. The uniaxial homogenizer consists of a pair of cylindrical lens arrays 7 (rear) arranged along the optical axis of a laser beam, the cylindrical lens array 8 (front), and the collector lens 6. The collector lens 6 serves to homogenize each intensity distribution of the array lens 8 by polymerizing it on the primary imaging surface 4. The lens 5 is called a field lens and is a lens for adjusting the beam width at the primary imaging surface 4. Irradiation of the laser beam to the substrate 1 (FIG. 14) is performed again through the reduction optical system (reduction only in the short axis direction) of the distribution of the primary imaging surface 4. As for the size of the line-shaped laser beam beam on the board | substrate 1, the length of the major axis L is 360 mm or more, and the uniaxial width W is 0.4 mm. Here, it will be described below that a problem exists in the uniaxial distribution.

도 3a의 원통형 어레이 렌즈(8)의 렌즈 경계에는 레이저광(13)이 조사되므로, 그 경계로부터 회절광이 발생한다. 이 회절광의 일부는 다른 쪽의 렌즈 어레이의 대응하는 렌즈 소자를 지나서, 1차 결상면(4)의 분포의 양단에 집중한다. 본래, 1차 결상면(4)의 분포는 균일 분포가 될 것이지만, 이 회절광이 집중하는 분포 양단이 강해진다. Since the laser light 13 is irradiated to the lens boundary of the cylindrical array lens 8 of FIG. 3A, diffracted light is generated from the boundary. Part of this diffracted light is concentrated across the distribution of the primary imaging surface 4 past the corresponding lens element of the other lens array. Originally, although the distribution of the primary imaging surface 4 will be uniform distribution, the both ends of the distribution which this diffracted light concentrates will become strong.

도 2a는 도 3a의 광학계에서의 광 강도 분포를 모식적으로 설명하는 도면으로서, 횡축은 도 13의 X 방향 위치이다. 도 2a에서의 양단의 예리한 분포(16)는 개의 귀의 형상을 나타내므로, 편의상 도그이어 분포라고 한다. 이 도그이어 분포의 강도가 미결정 임계값 EHth 이상이면, 레이저 어닐링 처리 후에 얻어지는 poly-Si막에서는 미결정이 발생하고 있으며, TFT 디바이스 불량의 원인이 된다. 에너지 밀도 E는 EHth>E>ELth를 만족하도록 설정한다. 도그이어 분포는 EHth-ELth로 나타내는 프로세스 마진으로부터 ΔEdg만큼 마진을 좁게 하는 악영향이 있다. ΔEdg>EHth-ELth인 경우에는 프로세스 마진이 없어진다. 따라서, 이 도그이어 분포를 소멸 또는 저감하기 위해서, 1차 결상면에서 떨어진 위치의 분포를 기판에 투영함으로써 강도 분포를 바림하는 방법이 종래 취해져 왔다.FIG. 2A is a diagram schematically illustrating the light intensity distribution in the optical system of FIG. 3A, wherein the horizontal axis is a position in the X direction of FIG. 13. The sharp distribution 16 at both ends in FIG. 2A shows the shape of the dog's ears, and is referred to as a dog ear distribution for convenience. If the intensity of the dog ear distribution is equal to or higher than the microcrystal threshold value EHth, microcrystals are generated in the poly-Si film obtained after the laser annealing treatment, which causes TFT device defects. The energy density E is set to satisfy EHth> E> ELth. The dog ear distribution has the adverse effect of narrowing the margin by ΔEdg from the process margin, represented by EHth-ELth. If ΔEdg> EHth-ELth, the process margin is lost. Therefore, in order to extinguish or reduce this dog ear distribution, the method of applying the intensity distribution by projecting the distribution of the position separated from the primary imaging surface on a board | substrate has conventionally been taken.

도 2b는 1차 결상면으로부터 떨어진 위치의 분포를 기판에 투영한 경우의 강도 분포를 설명하는 도면으로서, 이 경우에는 사다리꼴 분포가 된다. 이는 도 3a의 1차 결상면(4)을 광축을 따라 상류측 또는 하류로 시프트시킨 경우에 상당한다. 이 경우에는 회절광은 사다리꼴의 양측의 끝부분 분포 영역으로 분산시키므로 한 개의 예리한 피크를 형성하지 않는다. 그러나, 이 대책에서는 유효한 단축 폭이 좁아진다. 즉, 사다리꼴의 끝부분 분포는 결정화에 필요한 에너지 밀도를 만족하지 않는 부분이 대부분이고, 레이저 에너지가 불필요한 영역이다. 실제로는, 도 2b의 「B」의 값이 약 0.4㎜인 것에 대하여, 끝부분의 폭은 양측에 약 0.1㎜의 폭으로 존재한다. 즉, 에너지 손실량으로서는(사다리꼴의 끝부분 면적)/(사다리꼴의 면적)으로부터 계산하면 약 25%에 미친다. 이를 개선하는 것이 과제의 하나로 되어 있다. FIG. 2B is a diagram illustrating the intensity distribution when the distribution of the position away from the primary imaging surface is projected onto the substrate, in which case the trapezoidal distribution. This corresponds to the case where the primary imaging surface 4 of FIG. 3A is shifted upstream or downstream along the optical axis. In this case, the diffracted light is distributed to the distributive regions at both ends of the trapezoid and thus does not form one sharp peak. However, in this countermeasure, the effective shortening width is narrowed. That is, most of the trapezoidal tip distributions do not satisfy the energy density required for crystallization, and laser energy is unnecessary. In fact, the width of the tip portion is present at a width of about 0.1 mm on both sides, while the value of "B" in FIG. 2B is about 0.4 mm. That is, the amount of energy loss reaches about 25% when calculated from (the area of the trapezoidal tip) / (the area of the trapezoid). Improving this is one of the challenges.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것에 있어서, 레이저광의 단축 폭을 효율적으로 확대하여 상기한 에너지 손실을 제로에 가깝게 하고, 단축 폭을 최대로 25% 확대함으로써 레이저 결정화의 스루풋을 최대로 25% 향상시키는 것을 최종 목적으로 한다. In solving the above problems, the present invention efficiently expands the short axis width of the laser beam to close the above-described energy loss to zero, and enlarges the short axis width up to 25%, thereby improving the throughput of laser crystallization up to 25%. For the final purpose.

상기한 과제를 해결하는 위해서, 본 발명은 도그이어 제거용 필터를 광학계에 삽입했다. 도 3b는 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면(4)까지의 광학계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3b에 도시한 바와 같이 이 단축 호모지나이저의 어레이 렌즈(7)의 직전에 주기적인 마스크 구조를 갖는 도그이어 제거용 필터(15)를 설치한다. 이에 의해서, 도그이어 분포의 원인인 도 3a에 도시한 회절광(18)을 제거할 수 있다. 즉, 회절광 이외는 후단의 렌즈 어레이측에 빔이 수속되므로, 그 수속되는 광 이외의 광을 제거하면 된다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention inserted the dog ear removal filter into the optical system. 3B is a view showing an example of an optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction of the present invention to the primary imaging surface 4. As shown in Fig. 3B, a dog ear removal filter 15 having a periodic mask structure is provided immediately before the array lens 7 of the single axis homogenizer. Thereby, the diffracted light 18 shown in FIG. 3A which is a cause of dog ear distribution can be removed. That is, since the beam converges on the lens array side of the rear stage other than the diffracted light, light other than the converging light may be removed.

도 4는 본 발명에 이용되는 도그이어 제거용 필터를 설명하는 평면도이다. 이 도그이어 제거용 필터(15)의 구조는 스트라이프 형상의 마스크 영역(20)과 비마스크 영역(22)으로 이루어진다. 마스크 영역(20)은 광의 투과율을 낮게 한 영역으로서 투과율 제로가 이상적이다. 비마스크 영역(22)은 광의 투과율을 높인 영역으로서 투과율 100%가 이상적이다. 4 is a plan view illustrating a dog ear removing filter used in the present invention. The structure of the dog ear removing filter 15 is composed of a stripe mask area 20 and a non-mask area 22. The mask region 20 is a region in which light transmittance is lowered, and ideally, zero transmittance. The non-masked area 22 is a region in which light transmittance is increased, and an ideal transmittance of 100% is ideal.

또한, 도 2c는 본 발명의 도그이어 제거용 필터를 이용한 경우의 강도 분포를 설명하는 도면이다. 이 도그이어 제거용 필터(15)에 의해서, 도 2c에 나타낸 모양으로 도그이어만을 제거함으로써, 에너지 손실이 작은 분포를 실현할 수 있다. 2C is a diagram illustrating the intensity distribution when the dog ear removing filter of the present invention is used. The dog ear removal filter 15 removes only the dog ears in the shape shown in Fig. 2C, thereby realizing a low energy loss distribution.

도 1은 본 발명의 다결정 반도체막 제조 방법을 실현하기 위한 레이저 어닐링 장치의 일구성예를 나타내는 도면이다. 도 14와 동일 참조 부호는 동일 기능 부분에 대응한다. 도 1에서, 단축 호모지나이저의 어레이 렌즈(7, 8)의 어레이 수는 실제로는 9개이지만, 도 1에는 간단함을 위해서 3개로 나타내고, 또한 도 3a, 3b, 3c에서는 5개로 나타내었다. 도그이어 제거용 필터(15)는 이 어레이 렌즈(7, 8)의 어레이 수에 대응한 마스크 패턴으로 해야 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the example of 1 structure of the laser annealing apparatus for implementing the polycrystal semiconductor film manufacturing method of this invention. The same reference numerals as in FIG. 14 correspond to the same functional parts. In FIG. 1, the array number of the array lenses 7 and 8 of the uniaxial homogenizer is actually nine, but is shown as three for the sake of simplicity in FIG. 1 and five in FIG. 3A, 3B and 3C. The dog ear removal filter 15 should be a mask pattern corresponding to the number of arrays of the array lenses 7 and 8.

도 3c는 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면(4)까지의 광학계의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 구성에서는 2매의 도그이어 제거용 필터(15A, 15B) 사이에 어레이 렌즈(7)를 끼워 설치하고 있다. 이 구성은 회절광의 제거 효율을 높이기 위함이고, 1매만으로서는 제거할 수 없는 회절광을 제거하기 위해서 도그이어 제거용 필터를 2매 구성으로 한 것이다. FIG. 3C is a diagram illustrating another example of the optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction to the primary imaging surface 4 of the present invention. In this configuration, the array lens 7 is sandwiched between two dog ear removal filters 15A and 15B. This configuration is to enhance the removal efficiency of the diffracted light. In order to remove the diffracted light that cannot be removed with only one sheet, the dog ear removal filter is composed of two sheets.

본 발명에 따른 다른 도그이어 분포 대책 방법으로서, 계속해서 나타내는 방법도 생각된다. 즉, 양측의 도그이어 분포 중, 한쪽의 도그이어 분포만이 결정에 악영향을 준다는 것에 주목하여, 해당 한쪽의 도그이어만을 저감시키는 방법이다. 상기한 도 13에 도시한 바와 같이 레이저광의 주사 방향은 라인 빔의 단축 방향이고, 단축 분포 중 선두에 도그이어 분포가 있어도 분포 중심 영역의 어닐링에 의해서 결정이 회복된다. 따라서, 단축 분포 중 선두측의 도그이어 분포는 존재해도 결정에 악영향은 남지 않는다. 이에 대하여, 단축 분포 중 후방의 EHth 이상의 도그이어 분포는 결정을 미결정으로 변화시킨 채로 빔이 통과하게 되어, 결과적으로 결정 불량의 원인으로 된다. 따라서, 후방의 도그이어 분포 강도만을 EHth 이하로 하면 된다. As another method of countermeasure dog dog distribution according to the present invention, a method shown continuously can be considered. That is, it is a method of reducing only one dog ear, noting that only one dog ear distribution adversely affects the crystal among the dog ear distributions on both sides. As shown in FIG. 13, the scanning direction of the laser beam is the short axis direction of the line beam, and the crystal is recovered by annealing of the distribution center region even when the dog ear distribution is at the head of the short axis distribution. Therefore, even if the dog-ear distribution on the head side of the uniaxial distribution exists, no adverse effect remains on the crystal. On the other hand, the dog-ear distribution of EHth or more in the rear of a uniaxial distribution will pass through a beam, changing a crystal to undetermined, and it will become a cause of a crystal failure as a result. Therefore, only the dog-ear distribution intensity | strength of the back | side may be EHth or less.

도 5 및 도 7에 이 방법의 광학계를 나타내었다. 도 5는 본 발명의 다결정 반도체막 제조 방법을 실현하기 위한 레이저 어닐링 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 1과 동일 참조 부호는 동일 기능 부분에 대응한다. 또한, 도 7은 도 5에 도시한 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면(4)까지의 광학계의 또다른 예를 나타내는 도면이다. 이 구성에서는 1차 결상면의 근방에 투과율 분포의 단차를 갖는 도그이어 비대칭 저감용 필터(23)를 설치하고, 투과율이 낮은 영역을 후방의 도그이어 영역에만 대응시켜 그 도그이어 분포의 높이를 충분히 낮게 하고 있다. 5 and 7 show the optical system of this method. 5 is a diagram showing another configuration example of a laser annealing apparatus for realizing the polycrystalline semiconductor film production method of the present invention. The same reference numerals as in FIG. 1 correspond to the same functional parts. 7 is a figure which shows another example of the optical system from the homogenizer optical system of the uniaxial direction of this invention shown to FIG. 5 to the primary imaging surface 4. As shown in FIG. In this configuration, a dog-ear asymmetry reduction filter 23 having a step of transmittance distribution is provided in the vicinity of the primary imaging surface, and the height of the dog-ear distribution is sufficiently made by matching the low-permeability region to only the dog-ear region in the rear. Is lowering.

도 8은 도 5 및 도 7에 나타낸 도그이어 비대칭 저감용 필터(23)를 설명하는 평면도이다. 이 필터의 구조는 투과율이 서로 다른 영역(24, 25)을 단축 방향으로 형성한다. 도 6은 도그이어 비대칭 저감용 필터에 의해서 얻어지는 분포를 설명하는 도면이다. 도 6의 (a)는 양단에 도그이어가 발생하고 있는 분포, 도 6의 (b)는 도 7의 필터(23)의 단축 방향의 투과율 분포이다. 도 6의 (b)에 있어서의 투과율의 단차 ΔT1은 영역(24)과 영역(25)의 투과율 차에 대응한다. 도 6의 (c)의 분포가 최종적으로 얻어지는 분포이다. 이 분포에서는 E<EHth이고, 후방의 도그이어 분포의 악영향을 없게 하기 위해서 ΔD>0으로 한다. 이를 만족하도록, 필터의 투과율 단차 ΔT1을 후방의 도그이어 분포의 근방에 설정한다.FIG. 8: is a top view explaining the dog-ear asymmetry reduction filter 23 shown in FIG. 5 and FIG. The structure of this filter forms regions 24 and 25 having different transmittances in the uniaxial direction. It is a figure explaining the distribution obtained by the dog-ear asymmetry reduction filter. 6A is a distribution where dog ears are generated at both ends, and FIG. 6B is a transmittance distribution in the short axis direction of the filter 23 in FIG. 7. The step ΔT1 of the transmittance in FIG. 6B corresponds to the difference in transmittance between the region 24 and the region 25. Distribution (c) of FIG. 6 is the distribution finally obtained. In this distribution, it is E <EHth and it is set to (DELTA) D> 0 in order to avoid the bad influence of the rear dog ear distribution. To satisfy this, the transmittance step ΔT1 of the filter is set near the rear dog ear distribution.

본 발명은 레이저 어닐링에 의한 결정화 프로세스에 있어서, 레이저광의 주사 방향에서의 강도 분포의 에너지 손실을 저감시키는 방법과 이 방향을 실현하는 장치에 관한 것이다. 이에 의해서, 단축 폭이 확대되어, 처리량이 향상된다. 본 발명의 최량의 실시 형태를 이하에 기술한다. The present invention relates to a method for reducing the energy loss of the intensity distribution in the scanning direction of a laser beam in a crystallization process by laser annealing and an apparatus for realizing this direction. As a result, the shortening width is enlarged and the throughput is improved. Best Mode for Carrying Out the Invention The best embodiment of the present invention is described below.

〈제1 실시예〉<First Embodiment>

우선, 통상의 엑시머 레이저 어닐링 장치에, 본 발명의 방법을 적용한 실시예에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이 레이저(12)는 램더피직스사 제 STEEL1000형 XeCl엑시머 레이저로서, 파장은 308㎚(나노미터), 펄스 시간 폭은 약27㎱(나노초), 반복 주파수는 300㎐(헤르츠), 펄스 에너지는 1J/펄스이다. 레이저 어닐링 장치는 일본 제강소 제품이고, MicroLas사 제품의 장축 호모지나이저 광학계(9)와 한 세트의 원통형 어레이 렌즈(7, 8)와 콜렉터 렌즈(6)로 이루어지는 단축 호모지나이저 광학계와 필드 렌즈(5)와 미러(3)와 조사용 원통형 렌즈(2)에 의해서, 장축 365㎜(미리미터), 단축 0.42㎜(미리미터)의 라인 빔으로 정형하여, 석영창(51)를 통해서 이동 스테이지(14) 상의 기판에 조사하는 구성으로 되어 있다. 도그이어 제거용 필터(15)는 단축 호모지나이저의 빔 수속 위치의 근방에 설치한다. First, the Example which applied the method of this invention to the normal excimer laser annealing apparatus is demonstrated. As shown in Fig. 1, the laser 12 is a STEEL1000 type XeCl excimer laser manufactured by Ramder Physics Co., Ltd., whose wavelength is 308 nm (nanometer), pulse time width is about 27 Hz (nanosecond), and the repetition frequency is 300 Hz (Hz). ), The pulse energy is 1 J / pulse. The laser annealing device is manufactured by Japan Steel Works, and consists of a single-axis homogenizer optical system (9), a set of cylindrical array lenses (7, 8), and a collector lens (6), a microaxial homogenizer optical system and a field lens (manufactured by MicroLas). 5) and the mirror 3 and the cylindrical lens 2 for irradiation, are shaped into a line beam of 365 mm (mm) long axis and 0.42 mm (mm) short axis, and move through the quartz window 51. 14) It is the structure to irradiate the board | substrate on. The dog ear removal filter 15 is provided near the beam converging position of the single axis homogenizer.

상기하였으나, 도 3b에 도시한 도그이어 제거용 필터(15)의 설치 장소의 확대도에 있어서, 어레이 렌즈 소자의 실제 수는 9개이지만, 간단함을 위해서 수를 줄여 5개로 기재하고 있다. 도 1에서는 3개로 기재하고 있다. 도그이어 제거용 필터(15)는 도 4에 도시한 바와 같이 석영판에 스트라이프 형상의 마스크 영역(20)과 비마스크 영역(22)을 형성한 구조로 되어 있다. 마스크 영역(20)은 투과율 80% 이하의 고반사 코팅에 의해서 형성하고, 비마스크 영역(22)은 투과율 99% 이상의 반사 방지 코팅으로 형성한다. 도그이어 제거용 필터(15)는 어레이 렌즈 소자(7)의 경계(21)가 마스크 영역의 중심으로 되도록 맞춰서 설치한다. 마스크 영역(20)은 고반사 코팅 대신에 마이크로블러스트 가공으로 형성할 수도 있다. 이 경우에는 투과율의 저감은 표면 거칠기에 의한 산란에 의해서 발생되므로, 표면 거칠기의 정도에 따라 투과율을 80% 이하로 조정할 수 있다. In the enlarged view of the installation place of the dog-ear removal filter 15 shown in FIG. 3B, although the actual number of array lens elements is nine, the number is reduced to five for the sake of simplicity. In FIG. 1, it describes three. The dog ear removal filter 15 has a structure in which a stripe-shaped mask region 20 and a non-mask region 22 are formed on a quartz plate as shown in FIG. The mask region 20 is formed by a high reflection coating having a transmittance of 80% or less, and the nonmask region 22 is formed of an antireflective coating having a transmittance of 99% or more. The dog ear removal filter 15 is provided so that the boundary 21 of the array lens element 7 is the center of the mask area. The mask region 20 may be formed by microblast processing instead of the high reflection coating. In this case, since the decrease in transmittance is caused by scattering due to surface roughness, the transmittance can be adjusted to 80% or less depending on the degree of surface roughness.

또한, 마스크 영역으로서, 알루미늄(Al) 등의 금속을 이용할 수도 있다. 도 3c에 도시한 바와 같이, 도그이어 제거용 필터(15)를 후단의 단축 호모지나이저(7)를 2매 사이에 끼워 이용하는 구성에서는 회절광의 제거 효율을 높일 수 있다. 빔의 수속 위치가 후단의 단축 호모지나이저(7)로부터 어긋나 있는 광학계에서는 빔 수속 위치에 도그이어 제거용 필터(15)를 1개 설치하면 된다. 빔 수속 위치가 후단의 단축 호모지나이저(7)의 위치에 일치하고 있는 경우에는 빔 수속 위치에 필터(15)를 설치할 수 없으므로 2매 구성으로 하는 쪽이 도그이어 제거 효율이 향상된다. As the mask region, a metal such as aluminum (Al) may be used. As shown in Fig. 3C, the efficiency of removing the diffracted light can be improved in the configuration in which the dog ear removal filter 15 is sandwiched between two single-ended homogenizers 7 at the rear end. In the optical system in which the beam converging position is shifted from the short axis homogenizer 7 at the rear end, one dog ear removal filter 15 may be provided at the beam converging position. When the beam converging position coincides with the position of the shorter homogenizer 7 at the rear end, the filter 15 cannot be provided at the beam converging position, so that the two-piece configuration improves the dog ear removal efficiency.

이상에 의해, 단축 폭(W)을 25%까지 확대할 수 있고, 그 결과 단축 폭(W)을 0.4㎜에서 최대로 0.5㎜ 이하까지 설정할 수 있게 되었다. As a result, the short axis width W can be expanded to 25%, and as a result, the short axis width W can be set from 0.4 mm to a maximum of 0.5 mm or less.

이 제1 실시예에, 결정화의 에너지 밀도에 관한 프로세스 마진을 확대화하는 기술과 조합하는 방법을 이하에 설명한다. 이 방법에서는 단축 방향의 강도 분포가 균일하지 않고, 강도에 단차가 있는 방법이다. 본 발명자들은 이 단차를 5%∼8%로 설정함으로써 프로세스 마진이 넓어지는 것을 확인하고 있다. In this first embodiment, a method of combining with the technique of enlarging the process margin relating to the energy density of crystallization is described below. In this method, the intensity distribution in the short axis direction is not uniform and the method has a step in strength. The inventors have confirmed that the process margin is widened by setting this step at 5% to 8%.

도 11a는 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면(4)까지의 광학계의 또다른 예를 나타내는 도면이다. 도 12는 도 11a의 광학계에서의 광 강도 분포를 모식적으로 설명하는 도면이다. 도 11a의 이 구성에서는 1차 결상면에 투과율의 단차를 형성한 단축 분포 조정용 필터(26)를 설치한다. 이에 의해, 도 12의 (a), (b), (c)에 도시한 바와 같이 단차 프로파일로 변환한다. 이 단축 분포 조정용 필터(26)는 먼저 기판에 조사되는 영역(27)과 후에 조사되는 영역(28)에서 투과율이 5∼8%의 차를 갖도록 코팅을 형성한 것으로, 영역(27)의 투과율은 98%, 영역(28)의 투과율은 93% 내지 90%로 하고 있다. 단축 방향 분포에 있어서의 단축 분포 조정용 필터(26)의 투과율의 단차 위치는 도 12의 (c)에 있어서 C/A의 값이 1/4로부터 3/4의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 도 11b는 도그이어 제거용 필터(15)를 2매 사용하는 경우에, 필터(26)를 조합하는 방법을 설명하는 도면이다. FIG. 11A is a diagram showing another example of the optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction to the primary imaging surface 4 of the present invention. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the light intensity distribution in the optical system of FIG. 11A. In this structure of FIG. 11A, the uniaxial distribution adjustment filter 26 which provided the level | step difference of transmittance | permeability in the primary imaging surface is provided. Thereby, it converts into a level | step difference profile, as shown to Fig.12 (a), (b), (c). The uniaxial distribution adjustment filter 26 is formed by coating a difference in the transmittance of 5 to 8% in the region 27 irradiated to the substrate and the region 28 irradiated later, and the transmittance of the region 27 is The transmittance of 98% and region 28 is set to 93% to 90%. The step position of the transmittance of the uniaxial distribution adjustment filter 26 in the uniaxial distribution is preferably set within a range of 1/4 to 3/4 in the value of C / A in FIG. 11B is a figure explaining the method of combining the filter 26, when using two pieces of dog ear removal filters 15. Moreover, FIG.

계속해서, 도 1을 이용하여 시료로서 작성한 기판(1)을 어닐링 처리하는 방법을 설명한다. 시료의 기판(1)은 짧은 변 길이 x가 730㎜이고 긴 변 길이 y가 920㎜인 글래스 기판 상에, 두께 약 50㎚의 질소화 실리콘막과 두께 약 100㎚의 산화 실리콘막의 2종류의 버퍼층을 형성하고, 또한 그 위에 두께 약 50㎚의 a-Si막을 플라즈마 CVD에 의해 형성한 것이다. 레이저광의 빔은 기판(1) 상에서는 장축 L이 365㎜, 단축 폭 W가 0.42㎜ 이상인 라인 형상의 빔이 되도록 정형한다. 라인 형상의 빔의 장축 L을 기판(1)의 짧은 변에 평행하게 맞춰서, 기판(1)의 긴 변에 평행하게 주사한다. 이 주사 방향은 라인 형상의 빔의 단축 방향이 된다. 이 단축 방향의 강도 분포의 폭은 단축 호모지나이저를 구성하는 3종류의 광학 소자(6, 7, 8)와 필드 렌즈(5)의 위치에서 조정할 수 있다. Then, the method of annealing the board | substrate 1 created as a sample using FIG. 1 is demonstrated. The substrate 1 of the sample has two kinds of buffer layers of a siliconized silicon film having a thickness of about 50 nm and a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm on a glass substrate having a short side length x of 730 mm and a long side length y of 920 mm. And an a-Si film having a thickness of about 50 nm is formed thereon by plasma CVD. The beam of a laser beam is shape | molded on the board | substrate 1 so that the long axis L may be a line-shaped beam of 365 mm and short axis width W of 0.42 mm or more. The long axis L of the line-shaped beam is aligned in parallel with the short side of the substrate 1 and scanned in parallel with the long side of the substrate 1. This scanning direction becomes a short axis direction of the line beam. The width of the intensity distribution in the short axis direction can be adjusted at the positions of the three types of optical elements 6, 7, 8 and the field lens 5 constituting the short axis homogenizer.

기판의 주사는 이동 가능한 스테이지(14)의 위에 기판을 실어 행한다. Poly-Si막의 평균 입경을 300㎚ 이상으로 하기 위해서, 조사 에너지 밀도와 레이저 펄스를 동일 개소에의 샷 횟수는 본 발명의 적용 전과 동일 조건으로 한다. 즉, 조사 에너지 밀도는 380mJ/평방센티미터 이상, 동일 개소에의 샷 수를 20 횟수 이상의 조건으로 주사한다. 이 조건을 만족한 채, 단축 폭 W를 0.4㎜에서 최대로 25% 증가의 0.5㎜까지 확대한 경우, 펄스 간의 이동 거리는 0.02㎜(단축 폭 0.4㎜/20회)로부터 0.025㎜(단축 폭 0.5㎜/20회)로 증대하고, 주사 속도는 6㎜/초로부터 7.5㎜/초로 증가한다. The scanning of the substrate is carried by placing the substrate on the movable stage 14. In order to make the average particle diameter of the Poly-Si film 300 nm or more, the number of shots of the irradiation energy density and the laser pulse at the same location is the same as before the application of the present invention. In other words, the irradiation energy density is 380 mJ / square centimeter or more, and the number of shots in the same location is scanned under the condition of 20 or more times. When this condition is satisfied and the short axis width W is expanded from 0.4 mm to a maximum of 0.5 mm of a 25% increase, the movement distance between pulses is from 0.02 mm (short axis width 0.4 mm / 20 times) to 0.025 mm (short width 0.5 mm). / 20 times), and the scanning speed increases from 6 mm / sec to 7.5 mm / sec.

그 결과, 기판 사이즈 730㎜×920㎜의 전면을 어닐링 처리하는 시간은 본 실시예를 이용하지 않는 경우에는 6.5분/기판이고, 본 실시예에 의해 단축 폭을 확대하면 최단으로 4.9분/기판까지 처리량이 향상된다. 본 실시예의 적용 전후의 처리량의 수치는 기판 사이즈와 레이저 사양(최대 펄스 에너지와 펄스 반복 주파수)에 따라서 변화하지만, 처리량은 최대로 25% 향상된다. 이상은 도그이어 제거용 필터(15)를 1매 사용하는 도 1에서 설명했지만, 도그이어 제거용 필터(15)를 2매 사용하는 장치 구성이나, 또한 필터(26)를 조합하는 장치 구성이라도 마찬가지의 어닐링 방법이 된다. As a result, the time for annealing the entire surface of the substrate size 730 mm x 920 mm is 6.5 minutes / substrate when the present embodiment is not used, and the shortest width is expanded to 4.9 minutes / substrate when the shortening width is enlarged by this embodiment. Throughput is improved. The numerical values of the throughputs before and after the application of this embodiment vary depending on the substrate size and laser specifications (maximum pulse energy and pulse repetition frequency), but the throughput is improved by 25% at maximum. Although the above was demonstrated in FIG. 1 which uses one dog ear removal filter 15, even if it is the apparatus structure which uses two dog ear removal filters 15, and the apparatus structure which combines the filter 26, it is the same. It becomes an annealing method of.

계속해서, 제조 라인의 생산 능력과 본 실시예의 효과에 대하여 설명한다. 레이저 어닐링으로 결정화한 Poly-Si막을 이용하는 박막 트랜지스터(TFT) 제조 라인의 최대 제조 능력은 그 라인 내의 레이저 어닐링 장치의 설치대수에 의해서 규정되는 값을 초과하지는 않는다. 본 실시예에 따르면, 1대당의 생산 능력을 25% 향상시키므로, 라인의 제조 능력을 최대로 25% 향상시킬 수 있다. 제조 능력은 제조 수율도 생각할 필요가 있다. 제조 수율은 제조 라인에서 조달한 글래스 기판 매수에 대하여, 출하된 칩 수와 칩 면적으로부터 구해지는 양품 기판 수로 계산할 수 있다. 최대 생산 능력은, 예를 들면 일정 기간 이내에 구입한 전체 글래스 기판 수에 의해, 동일 기간의 생산 능력이 계산된다. 본 실시예에서는 레이저 장치의 설치대 수를 증가시키지 않고 제조 능력을 최대로 25% 향상시킬 수 있게 된다. 상기한 제1 실시예에서 제조한 poly-Si막은 주사 피치가 0.02㎜ 내지 0.025㎜까지의 범위이다. 적어도, 주사 피치는 0.021㎜ 이상이 가능하게 된다. Subsequently, the production capacity of the production line and the effect of the present embodiment will be described. The maximum manufacturing capability of a thin film transistor (TFT) manufacturing line using a poly-Si film crystallized by laser annealing does not exceed the value defined by the number of installations of the laser annealing apparatus in the line. According to this embodiment, since the production capacity per unit is improved by 25%, the production capacity of the line can be improved by up to 25%. Manufacturing capability also needs to consider manufacturing yield. The manufacturing yield can be calculated from the number of chips shipped and the number of good products obtained from the chip area with respect to the number of glass substrates procured in the production line. The maximum production capacity is calculated by, for example, the total number of glass substrates purchased within a certain period of time. In this embodiment, the manufacturing capacity can be improved up to 25% without increasing the number of mounting units of the laser device. The poly-Si film prepared in the first embodiment described above has a scan pitch in the range of 0.02 mm to 0.025 mm. At least, the scanning pitch can be 0.021 mm or more.

〈제2 실시예〉<2nd Example>

계속해서, 도 5, 도 6 및 도 7을 이용하여 제2 실시예를 설명한다. 레이저를 포함한 레이저 어닐링 장치의 기본 구성은 제1 실시예와 마찬가지이다. 제2 실시예에서는 도그이어 제거용 필터(15)의 설치가 아니고, 도 5에 도시한 바와 같이 1차 결상면(4)에 도그이어 비대칭 저감용 필터(23)를 설치한다. 이 필터는 도 8에 도시한 바와 같이, 2종류의 영역(24, 25)을 단축 방향으로 형성한 구조이고, 석영판에 투과율이 다른 코팅 영역을 형성한 필터이다. 영역(24)은 감(減) 반사 코팅 1%를 표면 및 이면에 형성하고, 투과율은 98%이다. 한쪽 영역(25)의 투과율은 97% 내지 0%까지의 범위에서 설정한다. Subsequently, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. The basic configuration of the laser annealing apparatus including the laser is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, the dog-ear removal filter 15 is not provided, but the dog-ear asymmetry reduction filter 23 is provided on the primary imaging surface 4 as shown in FIG. As shown in Fig. 8, the filter is a structure in which two kinds of regions 24 and 25 are formed in a uniaxial direction, and a filter region in which coating regions having different transmittances are formed on a quartz plate. The region 24 forms 1% of the persimmon reflective coating on the front and back surfaces and has a transmittance of 98%. The transmittance of one region 25 is set in the range of 97% to 0%.

이 경우에는 도 6의 (b)의 ΔT1의 값은 1%∼98%가 된다. ΔT1의 값으로서는 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 후방의 도그이어 분포의 높이가 EHth 이하이고, 에너지 손실이 최저라는 조건을 만족하는 것이 최적값이고, 그것은 ΔD=0을 만족하는 경우이다. 실제의 값으로서는 영역(24)의 투과율을 98%, 영역(25)의 투과율을 88%로 한 도그이어 비대칭 저감용 필터(23)를 작성하여, ΔT1=10%로 하고, ΔD를 거의 제로로 하였다. In this case, the value of ΔT1 in FIG. 6B is 1% to 98%. As shown in (c) of FIG. 6, the value of ΔT1 is optimal when the height of the rear dog-ear distribution is equal to or less than EHth and satisfies the condition that the energy loss is the lowest, and it satisfies ΔD = 0. to be. As an actual value, the dog-ear asymmetry reduction filter 23 which made 98% transmittance of the area | region 24 and 88% transmittance of the area | region 25 was created, and (DELTA) T1 = 10%, and (DELTA) D was set to almost zero. It was.

이상에 의해, 단축 폭 W를 25%까지 확대할 수 있게 되었다. 즉, 단축 폭 W를 0.4㎜에서 최대 0.5㎜까지 확대할 수 있게 되었다. As a result, the shortening width W can be expanded to 25%. That is, the short axis width W can be expanded from 0.4 mm up to 0.5 mm.

이 제2 실시예에, 결정화의 에너지 밀도에 관한 프로세스 마진을 확대화하는 기술과 조합하는 방법을 이하에 설명한다. 이 방법에서는 단축 강도 분포가 균일한 강도 분포가 아니라 강도 단차가 있는 분포를 이용하는 방법으로서, 본 발명자들은 이 단차를 5%∼8%로 설정하면 프로세스 마진이 넓어지는 것을 확인하고 있다. In this second embodiment, a method of combining with the technique of enlarging the process margin relating to the energy density of crystallization is described below. In this method, the uniaxial intensity distribution is not a uniform intensity distribution but a distribution with intensity steps. The inventors have confirmed that the process margin is widened when the step is set at 5% to 8%.

도 9는 1차 결상면에 단축 분포 조정용 필터(26)와 도그이어 비대칭 저감용 필터(23)를 조합하는 방법을 설명하는 도면이다. 또한, 도 10은 제2 실시예에 있어서의 광 강도 분포를 설명하는 도면이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 1차 결상면에 투과율의 단차를 형성한 단축 분포 조정용 필터(26)를 설치함으로써, 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이 단차 프로파일로 변환한다. 단축 분포 조정용 필터(26)는 먼저 기판에 조사되는 영역(27)과, 후에 조사되는 영역(28)에서 투과율이 5∼8%의 차를 갖도록 코팅을 형성한 것으로서, 영역(27)의 투과율은 98%, 영역(28)의 투과율은 93%-90%로 하고 있다. 단축 분포에 있어서의 단축 분포 조정용 필터(26)의 투과율의 단차 위치는, 도 10의 (c)에 있어서 C/A의 값이 1/4 내지 3/4의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 9 is a view for explaining a method of combining the uniaxial distribution adjustment filter 26 and the dog-ear asymmetry reduction filter 23 on the primary imaging surface. 10 is a figure explaining the light intensity distribution in a 2nd Example. As shown in FIG. 9, by providing the uniaxial distribution adjustment filter 26 which provided the level | step difference of transmittance | permeability in a primary imaging surface, it converts into a step | step profile as shown in FIG.10 (c). The uniaxial distribution adjustment filter 26 is formed by coating a difference in the transmittance of 5 to 8% in the region 27 irradiated to the substrate and the region 28 irradiated later, and the transmittance of the region 27 is The transmittance | permeability of 98% and the area | region 28 is 93%-90%. It is preferable that the step position of the transmittance | permeability of the uniaxial-distribution adjustment filter 26 in uniaxial distribution is set in the range of 1 / 4-3 / 4 in the value of C / A in FIG.10 (c).

이 제2 실시예에 있어서의 시료의 기판(1)을 어닐링 처리하는 방법은 제1 실시예와 마찬가지이다. 단, 도 6의 (c)나 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 단축 분포에서 소멸시키고 있지 않은 도그이어 분포가 발생하고 있는 부분이 도그이어 분포를 낮게 한 부분보다 먼저 기판(1)에 조사되는 방향으로 기판을 주사한다. 제2 실시예도 제1 실시예와 마찬가지로 레이저 어닐링 장치의 설치대수를 증가시키지 않고 제조 능력을 최대로 25% 향상시킬 수 있게 된다. The method of annealing the substrate 1 of the sample in this second embodiment is the same as in the first embodiment. 6 (c) and 10 (c), however, the portion in which the dog ear distribution, which is not extinguished in the uniaxial distribution, is generated before the portion in which the dog ear distribution is lowered is used. The substrate is scanned in the direction to be irradiated. Similarly to the first embodiment, the second embodiment can improve the manufacturing capacity up to 25% without increasing the number of installations of the laser annealing apparatus.

본 실시예에서 형성한 poly-Si막은 주사 피치가 0.02㎜ 내지 0.025㎜의 범위이다. 적어도, 주사 피치는 0.021㎜ 이상이 가능하게 된다. The poly-Si film formed in this embodiment has a scanning pitch in the range of 0.02 mm to 0.025 mm. At least, the scanning pitch can be 0.021 mm or more.

〈제3 실시예〉 <Third Embodiment>

계속해서, 상기에 기술한 각 방법으로 작성하는 다결정 박막을 이용하여 형성한 박막 트랜지스터와 이 박막 트랜지스터를 포함하는 구동 회로나 화소 회로로 구성한 표시 장치의 실시예를 설명한다. Subsequently, an embodiment of a display device constituted by a thin film transistor formed by using a polycrystalline thin film prepared by each method described above and a driving circuit or pixel circuit including the thin film transistor will be described.

도 15는 본 발명의 제조 방법으로 형성한 다결정 실리콘 박막을 이용한 박막 트랜지스터를 포함하는 표시 장치로서의 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치의 주요부 구성예를 설명하는 단면도이다. 이 액정 표시 장치는 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 박막 트랜지스터(TFT)(515), 컬러 필터(510) 및 화소 전극(511)을 구비하는 글래스 기판(501)과, 대향 전극(513)을 갖는 대향 글래스 기판(514)과의 대향 간극에 액정(512)을 개재시켜 밀봉하고 있다. 또한, 액정(512)과 각 기판의 경계에는 배향 제어막이 성막되지만, 도시를 생략했다. Fig. 15 is a cross-sectional view for explaining a configuration example of principal parts of an active matrix liquid crystal display device as a display device including a thin film transistor using a polycrystalline silicon thin film formed by the manufacturing method of the present invention. This liquid crystal display device is comprised as follows. That is, in the opposing gap between the glass substrate 501 including the thin film transistor (TFT) 515, the color filter 510, and the pixel electrode 511, and the opposing glass substrate 514 having the opposing electrode 513. The liquid crystal 512 is sealed through it. In addition, although the orientation control film is formed in the boundary of the liquid crystal 512 and each board | substrate, illustration is abbreviate | omitted.

글래스 기판(501)의 주면에는 언더코트층(산화 실리콘막 및 질화 실리콘막)(502)이 형성되고, 그 위에 비정질 실리콘 반도체층이 형성되고, 이 비정질 실리콘 반도체층을 상기한 실시예에서 설명한 본 발명에 따른 레이저 어닐링에 의해 다결정 실리콘 박막(poly-Si막)의 층에 개질하고 있다. 이 레이저 어닐링에 의해 얻은 다결정 실리콘 박막의 층에 박막 트랜지스터(515)가 만들어 넣어져 있다. 즉, 다결정 실리콘 반도체 박막으로 이루어지는 반도체층(503)의 양측에 불순물을 도핑함으로써, 다결정 실리콘의 소스 반도체층(504a) 및 다결정 실리콘의 드레인층(504b)이 형성되고, 그 위에 게이트 산화막(게이트 절연층)(505)을 통하여 게이트 전극(506)이 형성되어 있다. An undercoat layer (a silicon oxide film and a silicon nitride film) 502 is formed on the main surface of the glass substrate 501, an amorphous silicon semiconductor layer is formed thereon, and the amorphous silicon semiconductor layer is described in the above-described embodiment. The laser annealing according to the invention is used to modify a layer of a polycrystalline silicon thin film (poly-Si film). The thin film transistor 515 is formed in the layer of the polycrystalline silicon thin film obtained by this laser annealing. That is, by doping impurities on both sides of the semiconductor layer 503 made of a polycrystalline silicon semiconductor thin film, a source semiconductor layer 504a of polycrystalline silicon and a drain layer 504b of polycrystalline silicon are formed, and a gate oxide film (gate insulation) is formed thereon. The gate electrode 506 is formed through the layer 505.

소스/드레인 전극(508)이 층간 절연막(507)에 형성된 접속 구멍(컨택트홀)을 통하여, 각각 소스 반도체층(504a) 및 드레인 반도체층(504b)에 접속되어, 그 위에 보호막(509)이 설치된다. 그리고, 보호막(509) 상에 컬러 필터(510) 및 화소 전극(511)이 형성되어 있다. 특히, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예의 레이저 어닐링에서는 주사 피치는 0.02㎜보다 크고 최대 0.025㎜까지의 범위이다. 이 주기는 다결정 실리콘 기판의 시트 저항이나 이동도 등의 주기적 변동으로서 나타난다. 표시 패널의 동작 특성에서는 동작 임계값 전압 이하로 동작시킨 경우의 표시 얼룩의 주기가 레이저 주사 피치와 화소 피치와의 최소 배수로서 검출된다. 또한, poly-Si막의 표면의 거칠기의 주기에도 남는다. The source / drain electrodes 508 are connected to the source semiconductor layer 504a and the drain semiconductor layer 504b, respectively, via connection holes (contact holes) formed in the interlayer insulating film 507, and a protective film 509 is provided thereon. do. The color filter 510 and the pixel electrode 511 are formed on the passivation film 509. In particular, in the laser annealing of the first and second embodiments of the present invention, the scanning pitch is larger than 0.02 mm and up to 0.025 mm. This period appears as a periodic variation in sheet resistance and mobility of the polycrystalline silicon substrate. In the operating characteristics of the display panel, the period of display unevenness in the case of operating below the operating threshold voltage is detected as the minimum multiple of the laser scan pitch and the pixel pitch. In addition, the period of roughness of the surface of the poly-Si film remains.

이 박막 트랜지스터는 액정 표시 장치의 화소 회로를 구성하고, 도시하지 않는 주사선 구동 회로로부터의 선택 신호로 선택되고, 도시하지 않는 신호선 구동 회로로부터 공급되는 화상 신호로 화소 전극(511)이 구동된다. 구동된 화소 전극(511)과, 대향 글래스 기판(514)의 내면에 갖는 대향 전극(513)의 사이에 전계가 형성된다. 이 전계에 의해, 액정(512)의 분자 배향 방향이 제어되어 표시가 이루어진다. This thin film transistor constitutes a pixel circuit of a liquid crystal display device, is selected by a selection signal from a scanning line driver circuit (not shown), and the pixel electrode 511 is driven by an image signal supplied from a signal line driver circuit (not shown). An electric field is formed between the driven pixel electrode 511 and the counter electrode 513 on the inner surface of the counter glass substrate 514. By this electric field, the molecular orientation direction of the liquid crystal 512 is controlled to display.

또한, 상기한 주사선 구동 회로나 신호선 구동 회로를 구성하는 박막 트랜지스터도 상기 화소 회로와 마찬가지의 다결정 실리콘 반도체 박막으로 형성할 수도 있다. 또한, 본 발명은 액정 표시 장치에 한정되지 않고, 액티브 매트릭스형의 다른 표시 장치, 예를 들면 유기 EL 표시 장치나 플라즈마 표시 장치, 그 밖의 각종 표시 장치에도 적용할 수 있고, 또는 태양 전지를 구성하는 반도체 박막의 제조에도 마찬가지로 적용할 수 있다. Further, the thin film transistors constituting the scan line driver circuit and the signal line driver circuit can also be formed of the same polycrystalline silicon semiconductor thin film as the pixel circuit. In addition, the present invention is not limited to the liquid crystal display device, and can be applied to other active matrix display devices, for example, organic EL display devices, plasma display devices, and other various display devices, or to constitute solar cells. The same applies to the production of semiconductor thin films.

글래스 기판 상에 TFT를 형성하여, 화상 표시 패널이나 태양 전지를 형성하는 경우에 사용되는 다결정 반도체 기판을 높은 처리량으로 제조할 수 있다. By forming TFT on a glass substrate, the polycrystal semiconductor substrate used when forming an image display panel or a solar cell can be manufactured with high throughput.

도 1은 본 발명의 다결정 반도체막 제조 방법을 실현하기 위한 레이저 어닐링 장치의 일구성예를 나타내는 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows an example of a structure of the laser annealing apparatus for implementing the polycrystal semiconductor film manufacturing method of this invention.

도 2a는 도 3a의 광학계에서의 광 강도 분포를 모식적으로 설명하는 도면. FIG. 2A is a diagram schematically illustrating the light intensity distribution in the optical system of FIG. 3A. FIG.

도 2b는 1차 결상면으로부터 떨어진 위치의 분포를 기판에 투영한 경우의 강도 분포를 설명하는 도면. 2B is an explanatory diagram illustrating the intensity distribution when the distribution of the position away from the primary imaging surface is projected onto the substrate.

도 2c는 본 발명의 도그이어 제거용 필터를 이용한 경우의 강도 분포를 설명하는 도면. It is a figure explaining intensity distribution in the case of using the dog ear removal filter of this invention.

도 3a는 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면까지의 광학계를 나타내는 도면. Fig. 3A is a diagram showing an optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction to the primary imaging plane.

도 3b는 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면까지의 광학계의 일례를 나타내는 도면. 3B is a view showing an example of an optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction of the present invention to the primary imaging plane.

도 3c는 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면까지의 광학계의 다른 예를 나타내는 도면. Fig. 3C is a diagram showing another example of the optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction of the present invention to the primary imaging plane.

도 4는 본 발명에 이용되는 도그이어 제거용 필터를 설명하는 평면도. 4 is a plan view illustrating a dog ear removing filter used in the present invention.

도 5는 본 발명의 다결정 반도체막 제조 방법을 실현하기 위한 레이저 어닐링 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면. 5 is a diagram showing another configuration example of a laser annealing apparatus for realizing the polycrystalline semiconductor film production method of the present invention.

도 6은 도그이어 비대칭 저감용 필터에 의해서 얻어지는 분포를 설명하는 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating a distribution obtained by a dog ear asymmetry reduction filter. FIG.

도 7은 도 5에 도시한 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면까지의 광학계의 또다른 예를 나타내는 도면. FIG. 7 is a view showing still another example of the optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction of the present invention shown in FIG. 5 to the primary imaging plane. FIG.

도 8은 도 5 및 도 7에 도시한 도그이어 비대칭 저감용 필터를 설명하는 평면도. FIG. 8 is a plan view illustrating the dog-ear asymmetric filter shown in FIGS. 5 and 7.

도 9는 1차 결상면에 단축 분포 조정용 필터와 도그이어 비대칭 저감용 필터를 조합하는 방법을 설명하는 도면. 9 is a view for explaining a method of combining a uniaxial distribution adjustment filter and a dog ear asymmetry reduction filter on the primary imaging surface.

도 10은 제2 실시예에 있어서의 광 강도 분포를 설명하는 도면. 10 is a diagram illustrating a light intensity distribution in the second embodiment.

도 11a는 본 발명의 단축 방향의 호모지나이저 광학계로부터 1차 결상면(4)까지의 광학계의 또다른 예를 나타내는 도면. Fig. 11A is a diagram showing another example of the optical system from the homogenizer optical system in the short axis direction of the present invention to the primary imaging surface 4;

도 11b는 도그이어 제거용 필터를 2매 사용하는 경우에 필터를 조합하는 방법을 설명하는 도면. 11B is an explanatory diagram illustrating a method of combining filters when two pieces of dog ear removal filters are used.

도 12는 도 11a의 광학계에서의 광 강도 분포를 모식적으로 설명하는 도면. 12 is a diagram schematically illustrating the light intensity distribution in the optical system of FIG. 11A.

도 13은 레이저 어닐링 방법을 설명하는 도면. 13 illustrates a laser annealing method.

도 14는 종래의 엑시머 레이저 어닐링 장치의 구성을 설명하는 도면. 14 is a diagram illustrating a configuration of a conventional excimer laser annealing device.

도 15는 본 발명의 제조 방법으로 형성한 다결정 실리콘 박막을 이용한 박막 트랜지스터를 포함하는 표시 장치로서의 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치의 주요부 구성예를 설명하는 단면도. Fig. 15 is a cross-sectional view for explaining a structural example of principal parts of an active matrix liquid crystal display device as a display device including a thin film transistor using a polycrystalline silicon thin film formed by the manufacturing method of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 시료1: sample

2 : 조사 렌즈2: irradiation lens

3 : 미러3: mirror

4 : 1차 결상면4: Primary imaging plane

5 : 필드 렌즈5: field lens

6 : 단축 호모지나이저용 콜렉터 렌즈6: Collector Lens for Single Axis Homogenizer

7 : 단축 호모지나이저용 원통형 어레이 렌즈(후단)7: Cylindrical Array Lens for Single Axis Homogenizer (Rear)

8 : 단축 호모지나이저용 원통형 어레이 렌즈(전단)8: Cylindrical Array Lens for Single Axis Homogenizer (Shear)

9 : 장축 호모지나이저 광학계9: long axis homogenizer optical system

10 : 평행화 광학계10: parallelized optical system

11 : 감쇠기11: attenuator

12 : 레이저 광원12: laser light source

13 : 레이저광13: laser light

14 : 스테이지14: stage

15 : 도그이어 제거용 필터15: dog ear removal filter

16 : 강도 분포 양단의 돌기 분포로서 발생하는 도그이어 분포16: dog ear distribution generated as protrusion distribution at both ends of intensity distribution

17 : 어레이 렌즈 경계로부터 발생하는 회절광(도그이어 분포의 원인 광)17: diffracted light generated from the array lens boundary (caused light of dog ear distribution)

18 : 17의 회절광 중 대응하는 후단의 어레이 렌즈 소자를 향하는 광 Light directed toward the array lens element of the corresponding rear end among the diffracted light of 18:17

19 : 도그이어 이외의 균일한 강도 분포를 형성하는 광19: Light forming uniform intensity distribution other than dog ears

20 : 마스크 영역20: mask area

21 : 어레이 렌즈 소자의 경계21: boundary of the array lens element

22 : 투과하는 비마스크 영역22: non-mask area to penetrate

23 : 도그이어 비대칭 저감용 필터23: dog ear asymmetry reduction filter

24 : 석영판 표면 상의 감소 반사 코팅 영역24: reduced reflective coating area on the surface of the quartz plate

25 : 24의 영역보다 수 %로부터 수 10%만큼 반사율을 높인 영역25: The area where the reflectance is increased from several% to several 10% over the area of 24.

26 : 단축 분포 정형용 필터26: uniaxial distribution shaping filter

27 : 필터(23)의 투과율 분포27: transmittance distribution of the filter 23

28 : 필터(26)의 투과율 분포28: transmittance distribution of the filter 26

50 : 케이싱50: casing

51 : 석영 윈도우51: quartz window

100 : 광학계 개체100: optical system object

501 : 글래스 기판501 glass substrate

502 : 언더코트층502: undercoat layer

503 : 다결정 실리콘막503: polycrystalline silicon film

504a : 다결정 실리콘의 소스층504a: source layer of polycrystalline silicon

504b : 다결정 실리콘 드레인층504b: polycrystalline silicon drain layer

505 : 게이트 산화막505: gate oxide film

507 : 층간 절연막 507: interlayer insulating film

506 : 게이트 전극506: gate electrode

508 : 소스/드레인 전극508: source / drain electrodes

509 : 보호막509: shield

510 : 컬러 필터510: Color Filter

511 : 화소 전극511 pixel electrode

512 : 액정512 liquid crystal

513 : 대향 전극513: counter electrode

514 : 대향 글래스 기판 514: opposing glass substrate

Claims (13)

비정질 반도체막에 레이저광 빔을 주사하면서 조사하여 다결정화하는 다결정 반도체막 제조 방법으로서, A polycrystalline semiconductor film production method for irradiating an amorphous semiconductor film while scanning a laser light beam to polycrystallize, 상기 비정질 반도체막에 조사하는 레이저광 빔 내의 상기 주사 방향의 광 강도 분포의 끝부분에 있어서의 에너지 손실을 10% 이하로 한 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 방법. The energy loss at the end of the light intensity distribution in the scanning direction in the laser beam beam irradiated to the amorphous semiconductor film is 10% or less. 비정질 반도체막에 펄스 레이저광 빔을 주사하면서 조사하여 다결정화하는 다결정 반도체막 제조 방법으로서, A polycrystalline semiconductor film production method for irradiating an amorphous semiconductor film while scanning a pulsed laser light beam to polycrystallize, 상기 펄스 레이저광 빔의 에너지가 1030mJ 이하인 레이저 광원을 이용하여, 그 장축 길이가 350㎜ 이상인 라인 형상 빔으로 정형하고, 상기 비정질 반도체막에 조사하는 레이저광 빔 내의 상기 주사 방향의 광 강도 분포의 폭을 0.42㎜보다 크게 한 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 방법. The width of the light intensity distribution in the scanning direction in the laser beam beam, which is shaped into a line beam having a long axis length of 350 mm or more using a laser light source whose energy of the pulse laser beam beam is 1030 mJ or less, and is irradiated to the amorphous semiconductor film. The polycrystalline semiconductor film production method, which is larger than 0.42 mm. 펄스 에너지가 1±0.1J인 것을 이용하는 레이저광을 이용하여, 비정질 반도체막에 주사하면서 조사하여 다결정화함으로써 다결정 반도체막을 형성하는 다결정 반도체막 제조 방법으로서,A method of manufacturing a polycrystalline semiconductor film in which a polycrystalline semiconductor film is formed by scanning and irradiating an amorphous semiconductor film using a laser beam having a pulse energy of 1 ± 0.1J, and crystallizing the same. 상기 다결정화의 처리 시간이 730㎜×920㎜ 이상의 면적당 6.5분/초 이하이고, The processing time of the polycrystallization is 6.5 minutes / second or less per area of 730 mm x 920 mm or more, 또한, 상기 주사에 있어서의 상기 레이저광의 펄스 조사 간격이 0.021㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 방법. Moreover, the pulse irradiation interval of the said laser beam in the said scan is 0.021 mm or more, The polycrystal semiconductor film manufacturing method characterized by the above-mentioned. 비정질 반도체막에 펄스 레이저광 빔을 주사하면서 조사하여 다결정화하는 다결정 반도체막 제조 장치로서, A polycrystalline semiconductor film production apparatus for irradiating an amorphous semiconductor film while scanning a pulsed laser light beam to polycrystallize, 상기 펄스 레이저광 빔의 에너지가 1030mJ 이하인 레이저 광원을 이용하여, 장축 길이가 350㎜ 이상인 라인 형상 빔으로 정형한 레이저광 빔으로 하고, By using the laser light source whose energy of the said pulse laser beam beam is 1030mJ or less, it is set as the laser beam beam shape | molded by the line-shaped beam of 350 mm or more in long axis length, 상기 조사하는 레이저 빔 내의 광 강도 분포를 균일하게 하기 위한 광학계와, 해당 광학계 내에서 발생하는 회절광을 제거하는 필터를 갖고, An optical system for uniformizing the light intensity distribution in the laser beam to be irradiated, and a filter for removing diffracted light generated in the optical system, 상기 필터에 의해 상기 주사 방향의 광 강도 분포의 폭을 0.42㎜보다 크게 한 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. The width | variety of the light intensity distribution of the said scanning direction was made larger than 0.42 mm by the said filter, The polycrystal semiconductor film manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 조사하는 레이저광 빔 내의 광 강도 분포를 균일하게 하기 위한 상기 광학계에 렌즈 어레이를 갖고, 해당 렌즈 어레이 간의 경계로부터 발생하는 회절광을 제거하는 필터를 더 갖는 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. And a lens array in the optical system for uniformizing the light intensity distribution in the irradiated laser light beam, and further comprising a filter for removing diffracted light generated from the boundary between the lens arrays. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 조사하는 레이저광 빔의 주사 방향의 광 강도 분포 폭을 형성하기 위한 수단으로서, 조사 레이저 빔 내의 광 강도 분포를 균일하게 하기 위한 광학계 내에, 해당 광학계에서 발생하는 회절광을 제거하는 필터를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. As a means for forming a light intensity distribution width in the scanning direction of the laser beam to be irradiated, a filter for removing diffracted light generated in the optical system is provided in an optical system for equalizing the light intensity distribution in the irradiation laser beam. The polycrystalline semiconductor film manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 조사하는 레이저광 빔 내의 광 강도 분포를 균일하게 하는 수단으로서 렌즈 어레이를 갖고, 해당 렌즈 어레이의 경계로부터 발생하는 회절광을 제거하는 필터를 더 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. A device for producing a polycrystalline semiconductor film, characterized in that a lens array is provided as a means for uniformizing the light intensity distribution in the laser beam to be irradiated, and a filter for removing diffracted light generated from the boundary of the lens array. 레이저 광원 장치와, 표면에 비정질 반도체막을 성막한 절연 기판을 재치하는 스테이지를 갖고, 상기 레이저 광원 장치로부터 출사되는 레이저광 빔을 상기 절연 기판에 주사하면서 조사함으로써 상기 비정질 반도체막을 다결정막화하는 다결정 반도체막 제조 장치로서, The polycrystalline semiconductor film which has a laser light source device and the stage which mounts the insulating substrate which formed the amorphous semiconductor film on the surface, and irradiates a laser light beam radiate | emitted from the said laser light source device to the said insulating substrate, scanning and irradiating the said insulating substrate to the polycrystal semiconductor film. As a manufacturing apparatus, 상기 레이저 광원 장치는, The laser light source device, 레이저 광원과, Laser light source, 해당 레이저 광원으로부터의 레이저광을 라인 형상으로 정형하기 위한 장축 호모지나이저 광학계와, 단축 호모지나이저 광학계를 갖고, It has a long axis homogenizer optical system and a uniaxial homogenizer optical system for shaping the laser light from the laser light source in a line shape, 상기 레이저광의 광축을 따라 배치된 전단 원통형 렌즈와, 후단 원통형 렌즈를 갖는 단축 호모지나이저 광학계를 갖고, A uniaxial homogenizer optical system having a front cylindrical lens arranged along an optical axis of the laser light and a rear cylindrical lens, 상기 단축 호모지나이저 광학계에 상기 전단 원통형 렌즈의 렌즈 소자의 경계로부터 발생하는 회절광을 제거하는 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. And a filter for removing diffracted light generated from a boundary of a lens element of said shear cylindrical lens in said uniaxial homogenizer optical system. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 필터는 상기 후단 원통형 렌즈의 직전에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. And said filter is provided immediately before said rear end cylindrical lens. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 필터는 상기 후단 원통형 렌즈의 직전과 직후에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. And said filter is provided immediately before and immediately after said rear end cylindrical lens. 레이저 광원 장치와, 표면에 비정질 반도체막을 성막한 절연 기판을 재치하는 스테이지를 갖고, 상기 레이저 광원 장치로부터 출사되는 레이저광 빔을 상기 절연 기판에 주사하면서 조사함으로써 상기 비정질 반도체막을 다결정막화하는 다결정 반도체막 제조 장치로서, The polycrystalline semiconductor film which has a laser light source device and the stage which mounts the insulating substrate which formed the amorphous semiconductor film on the surface, and irradiates a laser light beam radiate | emitted from the said laser light source device to the said insulating substrate, scanning and irradiating the said insulating substrate to the polycrystal semiconductor film. As a manufacturing apparatus, 상기 레이저 광원 장치는, The laser light source device, 레이저 광원과, Laser light source, 해당 레이저 광원으로부터의 레이저광을 라인 형상으로 정형하기 위한 장축 호모지나이저 광학계와, 단축 호모지나이저 광학계를 갖고, It has a long axis homogenizer optical system and a uniaxial homogenizer optical system for shaping the laser light from the laser light source in a line shape, 상기 레이저광의 광축을 따라 배치된 전단 원통형 렌즈와, 후단 원통형 렌즈를 갖는 단축 호모지나이저 광학계를 갖고, A uniaxial homogenizer optical system having a front cylindrical lens arranged along an optical axis of the laser light and a rear cylindrical lens, 상기 단축 호모지나이저 광학계의 1차 결상면의 직전에 상기 전단 원통형 렌즈의 렌즈 소자의 경계로부터 발생하는 회절광에 기인하는 상기 주사 방향의 후단의 레이저광 강도를 저감하는 비대칭 저감 필터를 배치한 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. Immediately before the first imaging plane of the uniaxial homogenizer optical system, an asymmetric reduction filter for reducing the laser light intensity in the rear end of the scanning direction due to diffracted light generated from the boundary of the lens element of the front cylindrical lens is disposed. An apparatus for producing a polycrystalline semiconductor film. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 1차 결상면의 상기 비대칭 저감 필터보다 후단에 단축 방향의 레이저광 강도 분포를 조정하는 단축 분포 조정용 필터를 배치한 것을 특징으로 하는 다결정 반도체막 제조 장치. A device for producing a polycrystalline semiconductor film, characterized in that a uniaxial distribution adjusting filter for adjusting a laser light intensity distribution in a short axis direction is arranged at a rear end of the asymmetric reducing filter on the primary imaging surface. 비정질 반도체막에 펄스 레이저광 빔을 주사하면서 조사하여 다결정화한 다결정 반도체 박막에 형성한 화상 표시 패널로서, An image display panel formed on a polycrystalline semiconductor thin film that is irradiated while scanning an amorphous semiconductor film with a pulsed laser light beam, 표시 디바이스의 동작 임계값 전압 이하에서 동작시킨 경우의 표시 얼룩으로서 나타나는 주기가 화소 피치와 0.42㎜ 내지 0.5㎜의 주사 피치의 최소 공배수인 것을 특징으로 하는 화상 표시 패널. An image display panel characterized in that the period shown as display unevenness in the case of operating below the operating threshold voltage of the display device is the least common multiple of the pixel pitch and the scanning pitch of 0.42 mm to 0.5 mm.
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